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2018 年度 実績報告書

環境変動にロバストなディープニューラルネットのための学習データ生成方法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H06871
研究機関和歌山大学

研究代表者

八谷 大岳  和歌山大学, システム工学部, 講師 (00578908)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
キーワードディープラーニング / データ生成 / 距離推定 / 異常検知 / レーザセンサーとの組み合わせ
研究実績の概要

近年、実用化が期待されるディープニューラルネットワークは、実際の運用環境にて、学習時に想定していない状況が発生した場合、精度が十分に発揮できない問題がある。そこで、本研究は、学習に有用な、多様な学習データを生成するフレームワークを提案し、その有効性を実験を通して確認することを目的としている。本研究では、1年目に、つくばチャレンジの人物検出を題材にデータ生成技術を活用して認識精度を改善する基本フレームワークを構築する。そして、2年目に、基本フレームワークをより実用的な問題に適用するための、拡張を行う計画である。本年度は、本計画に従い、以下の3つの拡張を行った。
1)静止画像から対象物体の距離を推定する独自の2.5D CNN方式(1年目に提案)を、公開データのKITTIを用いて、公道上の車の距離推定に適用した。具体的には、物体の向きの違いによる、距離と見え方との関係の多様性を緩和するために、物体の向きを同時に推定する方法を提案した。
2)静止画像からの距離推定は、画像の解像度の限界などから、真の距離に対して数%程度の誤差が生じる。この誤差を改善するために、2.5DCNNと高精度なレーザセンサー測距とを組み合わせる独自の方式を提案した。具体的には、2.5D CNNの予測結果の分布に基づきレーザーセンサーの点群に信頼度重みを付与し、信頼度の重み付き統計を用いて点群データから距離を推定する方式である。
3)監視カメラの動画像からの異常検知では、正常データ時のデータは容易に取得できるが、多様な異常時のデータは取得困難である。そこで、正常行動の学習データを再現する生成モデルを学習し、当該生成モデルにノイズモデルを組み合わせることにより、多様な異常データを生成する独自の方法を提案した。
本研究の成果は、国内会議2件、国際会議1件、論文誌2件に掲載された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 3D Faster R-CNNとレーザスキャンとの組み合わせによる特定物体の頑健な距離推定2019

    • 著者名/発表者名
      八谷大岳、射手矢和真、中村恭之
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 ページ: 42--50

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distance estimation with 2.5D anchors and its application to robot navigation2018

    • 著者名/発表者名
      Hachiya Hirotaka、Saito Yuki、Iteya Kazuma、Nomura Masaya、Nakamura Takayuki
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 5 ページ: 1--13

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s40648-018-0119-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 2.5D Faster R-CNN for Distance Estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Hachiya, Yuki Saito, Kazuma Iteya, Masaya Nomura, Takayuki Nakamura
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 国際学会
  • [学会発表] 信頼度重み付きクラスタリングによる2次元測距センサの距離推定の頑健化2018

    • 著者名/発表者名
      射手矢和真, 八谷大岳, 中村恭之
    • 学会等名
      【会議名 】 第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [学会発表] 2.5D+Orientationアンカーによる物体の距離と向きの推定2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木寛史, 八谷大岳
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [学会発表] Training Discriminative Model for Anomaly Detection through Generative Adversarial Network2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Hachiya
    • 学会等名
      第21回情報論的学習理論ワークショップ(IBIS2018)

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公開日: 2019-12-27  

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